O que é dióxido de titânio?
O principal componente do dióxido de titânio é o TIO2, um importante pigmento químico inorgânico na forma de um sólido ou pó branco. É atóxico, possui alta brancura e brilho, sendo considerado o melhor pigmento branco para melhorar a brancura de materiais. É amplamente utilizado em indústrias como revestimentos, plásticos, borracha, papel, tinta, cerâmica, vidro, etc.
Ⅰ.Diagrama da cadeia da indústria de dióxido de titânio:
（1）A cadeia da indústria de dióxido de titânio consiste em matérias-primas, incluindo ilmenita, concentrado de titânio, rutilo, etc.;
（2）O fluxo médio refere-se aos produtos de dióxido de titânio.
(3) O campo de aplicação do dióxido de titânio é o seguinte.O dióxido de titânio é amplamente utilizado em vários campos, como revestimentos, plásticos, fabricação de papel, tinta, borracha, etc.
Ⅱ.A estrutura cristalina do dióxido de titânio:
O dióxido de titânio é um tipo de composto polimorfo que possui três formas cristalinas comuns na natureza: anatase, rutilo e brookita.
Tanto o rutilo quanto o anatase pertencem ao sistema cristalino tetragonal, que é estável em temperatura normal; a brookita pertence ao sistema cristalino ortorrômbico, com estrutura cristalina instável, por isso tem pouco valor prático na indústria atualmente.
Dentre as três estruturas, a fase rutilo é a mais estável. A fase anatase se transforma irreversivelmente em fase rutilo acima de 900 °C, enquanto a fase brookita se transforma irreversivelmente em fase rutilo acima de 650 °C.
(1) Dióxido de titânio em fase rutilo
No dióxido de titânio na fase rutilo, os átomos de Ti estão localizados no centro da rede cristalina e seis átomos de oxigênio estão localizados nos vértices do octaedro titânio-oxigênio. Cada octaedro está conectado a 10 octaedros circundantes (incluindo oito vértices compartilhados e duas arestas compartilhadas), e duas moléculas de TiO₂ formam uma célula unitária.
Diagrama esquemático da célula cristalina do dióxido de titânio em fase rutilo (esquerda)
Método de conexão do octaedro de óxido de titânio (direita)
（2）Dióxido de titânio em fase anatase
Na fase anatase do dióxido de titânio, cada octaedro de titânio-oxigênio é conectado a 8 octaedros circundantes (4 arestas compartilhadas e 4 vértices compartilhados), e 4 moléculas de TiO2 formam uma célula unitária.
Diagrama esquemático da célula cristalina do dióxido de titânio em fase rutilo (esquerda)
Método de conexão do octaedro de óxido de titânio (direita)
Ⅲ.Métodos de preparação de dióxido de titânio:
O processo de produção de dióxido de titânio inclui principalmente o processo de ácido sulfúrico e o processo de cloração.
(1) Processo de ácido sulfúrico
O processo de produção de dióxido de titânio com ácido sulfúrico envolve a reação de acidólise do pó de ferro titânio com ácido sulfúrico concentrado para produzir sulfato de titânio, que é então hidrolisado para produzir ácido metatitânico. Após calcinação e britagem, são obtidos produtos de dióxido de titânio. Este método pode produzir anatase e dióxido de titânio rutilo.
(2) Processo de cloração
O processo de cloração para a produção de dióxido de titânio envolve a mistura de pó de rutilo ou escória com alto teor de titânio com coque e, em seguida, a cloração em alta temperatura para produzir tetracloreto de titânio. Após a oxidação em alta temperatura, o produto dióxido de titânio é obtido por meio de filtração, lavagem com água, secagem e britagem. O processo de cloração para a produção de dióxido de titânio só pode produzir produtos rutilo.
Como distinguir a autenticidade do dióxido de titânio?
I. Métodos Físicos:
（1）O método mais simples é comparar a textura ao toque. O dióxido de titânio falso é mais liso, enquanto o dióxido de titânio genuíno é mais áspero.
（2）Ao enxaguar com água, se você colocar um pouco de dióxido de titânio na mão, o falso será fácil de lavar, enquanto o genuíno não será fácil de lavar.
（3）Pegue um copo de água limpa e adicione dióxido de titânio. O que flutuar na superfície é genuíno, enquanto o que se depositar no fundo é falso (este método pode não funcionar para produtos ativados ou modificados).
（4）Verifique sua solubilidade em água. Geralmente, o dióxido de titânio é solúvel em água (exceto o dióxido de titânio desenvolvido especificamente para plásticos, tintas e alguns dióxidos de titânio sintéticos, que são insolúveis em água).
II. Métodos químicos:
(1) Se for adicionado pó de cálcio: Adicionar ácido clorídrico causará uma reação vigorosa com um som agudo, acompanhado pela produção de um grande número de bolhas (porque o carbonato de cálcio reage com o ácido para produzir dióxido de carbono).
(2) Se for adicionado litopona: Adicionar ácido sulfúrico ou ácido clorídrico diluído produzirá um cheiro de ovo podre.
(3) Se a amostra for hidrofóbica, a adição de ácido clorídrico não causará reação. No entanto, após molhá-la com etanol e, em seguida, adicionar ácido clorídrico, se bolhas forem produzidas, isso prova que a amostra contém pó de carbonato de cálcio revestido.
III. Existem também dois outros bons métodos:
(1) Utilizando a mesma fórmula de PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0,5% de pó de dióxido de titânio, quanto menor for a resistência do material resultante, mais autêntico será o dióxido de titânio (rutilo).
(2) Selecione uma resina transparente, como ABS transparente com 0,5% de pó de dióxido de titânio adicionado. Meça sua transmitância de luz. Quanto menor a transmitância de luz, mais autêntico é o pó de dióxido de titânio.
Horário de publicação: 31 de maio de 2024
